高山森林溪流凋落物分解中有機(jī)組分的變化特征.pdf

1、森林向溪流輸入凋落物是森林-水體連續(xù)體重要的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)途徑，也是溪流生態(tài)系統(tǒng)重要的物質(zhì)和能量來源。包括水溶性組分(Water soluble components，WSC)、酸溶性組分(Acid soluble components，ASC)和酸不溶性組分(Acid insolubleresidue，AIR)等在內(nèi)的有機(jī)組分變化特征是凋落物分解的關(guān)鍵過程之一，且可能受到不同季節(jié)之間水量和水溫變化所導(dǎo)致的環(huán)境差異的影響，但缺乏必要

2、關(guān)注。因此，采用凋落葉分解袋法，以川西高山森林典型喬木(四川紅杉Larix mastersiana、方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鵑Rhododendron lapponicum、康定柳Salix paraplesia)凋落葉為研究對(duì)象，根據(jù)凋落葉自然分解規(guī)律，研究不同關(guān)鍵時(shí)期（凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期、生長(zhǎng)季節(jié)和生長(zhǎng)季節(jié)末期）河流、溪流、河岸帶以及林下凋落葉水溶性組分、酸溶性組分和酸不溶性組分的動(dòng)態(tài)變化特征，以

3、便深入認(rèn)識(shí)高山森林—流域水體間的生態(tài)聯(lián)系。
　　經(jīng)過兩年的分解，高山森林溪流4種凋落物水溶性組分含量表現(xiàn)為降低的趨勢(shì)。水溶性組分是凋落物的重要易分解成分，在水環(huán)境中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的淋溶作用而快速流失，但不同物種水溶性組分含量的變化趨勢(shì)和損失量不同?？刀鴾p少量最大為88.29％，而四川紅杉減少量最低，僅有47.61％。河流和溪流在分解初期顯著地促進(jìn)了4種凋落物水溶性組分的降低，但不同關(guān)鍵時(shí)期的分解特征存在差異。在凋落物分解第一年的凍結(jié)

4、初期，河流、溪流及河岸帶中凋落物水溶性組分含量顯著降低，整個(gè)冬季水環(huán)境中凋落物水溶性組分含量都低于林下，至生長(zhǎng)季節(jié)，林下凋落物水溶性組分含量顯著降低;在分解第二年則表現(xiàn)為冬季水溶性組分含量降低而生長(zhǎng)季節(jié)先增加再降低的變化趨勢(shì)。
　　不同物種水溶性碳氮磷含量不同，在水流影響下不同關(guān)鍵時(shí)期表現(xiàn)出不同的變化特征。在凋落物分解的兩年中，高山森林4種凋落物表現(xiàn)為水環(huán)境中水溶性碳含量在第一年凍結(jié)初期即顯著降低，河流和溪流有助于水溶性碳的流失，

5、而林下水溶性碳含量則在生長(zhǎng)季節(jié)顯著降低，但在凋落物分解第二年含量變化不顯著。經(jīng)過兩年的分解后，4種凋落物水溶性碳含量顯著降低，其中康定柳在林下的損失量最大為95.15％，四川紅杉在林下的損失量最小為74.09％。水溶性氮含量在第一年凍結(jié)初期降低，在凍結(jié)期或融化期增加至生長(zhǎng)季節(jié)則顯著降低，在分解第二年表現(xiàn)為水溶性氮含量有上下波動(dòng)，但總體變化不大。四川紅杉在林下減少量最大，達(dá)到67.78％。高山杜鵑是水溶性氮含量最低的物種，減少量也最小，林

6、下減少量為24.58％。水溶性磷含量在第一年不斷降低，且水環(huán)境中水溶性磷含量顯著低于林下生境，但在分解第二年含量變化不顯著。方枝柏、四川紅杉和康定柳都在河岸帶減少量最大，損失量分別為96.47％、98.90％和98.75％，方枝柏在林下減少量最小為72.64％。
　　經(jīng)過兩年的分解，除康定柳酸溶性組分含量降低以外，其余物種凋落物含量整體變化不大。不同物種之間凋落物基質(zhì)質(zhì)量的差異對(duì)酸溶性組分的變化具有顯著影響?？刀诹窒聹p少量最大

7、為31.40％，而四川紅杉在河岸帶增加了18.90％。四川紅杉凋落物酸不溶性組分含量在兩年的分解后幾乎不變，其余3種凋落物酸不溶性組分含量在分解過程中逐漸增加。方枝柏、四川紅杉、康定柳和高山杜鵑酸不溶性組分增加量分別為119.40％、5.64％、96.55％和25.52％。四川紅杉為酸不溶性組分含量(54.09％)最高的物種，但其在河岸帶增加量最小為1.43％;方枝柏酸不溶性組分含量(24.76％)最低，但也是增加量最高的物種。表征酸溶

8、性和酸不溶性組分相對(duì)含量比例的LCI指數(shù)[AIR/(ASC+AIR)](Lignocellulose index)變化緩慢，在凋落物分解第一年，方枝柏和康定柳LCI呈上升趨勢(shì)，四川紅杉和高山杜鵑僅有小幅波動(dòng);分解第二年，4種凋落物L(fēng)CI變化不大。不同生境之間平均溫度(AT)、正積溫(PAT)、負(fù)積溫(NAT)、pH、流速和電導(dǎo)率等環(huán)境特征的差異顯著作用于凋落物分解過程中水溶性組分、酸溶性組分和酸不溶性組分的含量變化。
　　綜上所述

9、，凋落物質(zhì)量、高山森林溪流冬季在凍結(jié)初期、凍結(jié)期和融化期形成不同的水熱環(huán)境以及生長(zhǎng)季節(jié)水量和水溫的變化所導(dǎo)致的環(huán)境差異顯著作用于凋落物分解過程中有機(jī)組分的動(dòng)態(tài)。相對(duì)于河岸帶和森林林下環(huán)境，森林溪流中凋落物水溶性組分在分解前期流失速度較快，至分解后期差異減小;溪流中凋落物酸溶性組分含量與林下相比差異不大，甚至高于林下生境;凋落物酸不溶性組分在河流與溪流中含量較高，至分解后期各生境間差異減小。這些結(jié)果為深入認(rèn)識(shí)高山森林溪流生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和